Menschen mit Fettleibigkeit haben ein zehnfach erhöhtes Risiko, Diabetes zu entwickeln, im Vergleich zu schlanken Personen. Forscher, die diesem Phänomen auf den Grund gehen wollten, haben eine Antwort im selben System gefunden, das die Kampf-oder-Flucht-Reaktion des Körpers steuert. Die Ergebnisse 1, die an Mäusen ermittelt wurden, stellen lang gehegte Annahmen darüber in Frage, wie übermäßiges Essen zu Krankheiten führen kann.
Die Studie legt nahe, dass der Verzehr einer fettreichen Ernährung einen Anstieg von Neurotransmittern im ganzen Körper auslöst, was zu einem schnellen Abbau von Fettgewebe in der Leber führt – einem Prozess, der normalerweise durch die Ausschüttung von Insulin kontrolliert wird. Die Freisetzung hoher Mengen von Fettsäuren wird mit einer Reihe von Gesundheitsproblemen, von Diabetes bis hin zu Leberversagen, in Verbindung gebracht 2.
Früher dachten Forscher, dass das Hauptproblem bei fettleibigkeitsbedingtem Diabetes in einer fehlerhaften Insulinaktivität liegt, was bedeutet, dass der Körper die gefährliche Freisetzung von Fettsäuren nicht stoppt. Doch laut der neuesten Studie zeigt sich, dass es anstelle eines nicht funktionierenden „Bremssystems“ einen separaten Hebel gibt – Neurotransmitter in der Leber und anderen Geweben – die heftig auf das Gaspedal drücken, erklärt Martina Schweiger, Biochemikerin an der Universität Graz, Österreich. „Dies ist tatsächlich ein Paradigmenwechsel.“
Die Studie wurde am 21. Oktober in Cell Metabolism veröffentlicht.
Insulinresistenz
Weltweit sind mehr als 890 Millionen Menschen von Fettleibigkeit betroffen, die ein großes Risiko für die Entwicklung von Diabetes und anderen Stoffwechselstörungen darstellt. Forscher wissen seit langem, dass die Krankheit fortschreitet, wenn Insulin nicht mehr in der Lage ist, die Blutzuckerspiegel zu senken. Christoph Buettner und Kenichi Sakamoto, beide Physiologen an der Rutgers-Universität in New Brunswick, New Jersey, sowie ihre Kollegen wollten die Natur dieser Insulinresistenz besser verstehen.
Buettner hatte lange Zeit die Rolle von Insulin im Gehirn bei der Regulierung des Stoffwechsels untersucht 3. Daher konzentrierte sich sein Team auf das sympathische Nervensystem, das Neurotransmitter wie Noradrenalin in Gewebe im ganzen Körper transportiert. Die Forscher verwendeten ein Mausmodell, bei dem sie ein Gen, das ein Schlüsselenzym zur Produktion dieser Neurotransmitter exprimiert, deletierten. Das Gen wurde nur in den Gliedmaßen und einigen Organen der Maus, jedoch nicht im Gehirn gelöscht, um sicherzustellen, dass sie überlebensfähig blieb.
Die modifizierten Mäuse erhielten eine fettreiche Diät mit Schmalz, Kokosnussöl und Sojaöl. Über einen Zeitraum von mehr als zwei Monaten hinweg aßen sowohl die modifizierten als auch die unmodifizierten Mäuse ähnlich viel Nahrung, nahmen vergleichbare Mengen an Gewicht zu und wiesen eine ähnliche Insulin-Signalisierungsaktivität auf, die die Kaskade von Ereignissen beschreibt, die stattfindet, nachdem Insulin an seinen Zielrezeptor auf einer Zelle bindet.
Die modifizierten Mäuse zeigten jedoch keinen erhöhten Abbau von Fettgewebe und keine Insulinresistenz und wiesen letztendlich keine erhöhten Anzeichen von Fettleber und Gewebeentzündungen auf. Im Gegensatz dazu entwickelten die unmodifizierten Mäuse Insulinresistenz, was zu Diabetes führen kann. Sie zeigten zudem erhöhte Anzeichen von Entzündungen und Lebererkrankungen.
Signale im Gehirn
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Neurotransmitter für die Schaffung von Insulinresistenz und damit verbundenen Problemen verantwortlich sind, sagt Buettner. Er und seine Kollegen erforschen nun die Rolle dieser Neurotransmitter in anderen Bedingungen, wie Insulinresistenz, die durch die Wechseljahre verursacht wird.
„Diese Studie ist ziemlich fundiert“, so Schweiger, aber „es fehlen noch einige Puzzlestücke“. Die Frage, wie die fettreiche Ernährung den Anstieg der Neurotransmitter auslöst, bleibt noch zu klären.
Sie fügt hinzu, dass zusätzliche Arbeiten erforderlich sind, um die Implikationen der Ergebnisse für Menschen besser zu verstehen. Bisher haben Medikamente, die die Aktivität der Neurotransmitter im sympathischen Nervensystem blockieren, bei übergewichtigen Menschen keine Vorteile gezeigt. Es könnte möglich sein, dass eine gezielte Verabreichung dieser Medikamente in spezifischem Gewebe, wobei das Gehirn vermieden wird, vielversprechender sein könnte, sagt Buettner.
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Sakamato, K. et al. Cell Metab. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2024.09.012 (2024).
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Saponaro, C., Gaggini, M., Carli, F. & Gastaldelli., A. Nutrients 13, 9453–9474 (2015).
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Sherer, T. et al. Journal of Biological Chemistry 287, 33061–33069 (2012).
